(57)【要約】【課題】  本発明は、急激な温度変化が生じる光源の点灯直後にも輝度ムラを生じることがなく、且つ全体を厚くすることなく高輝度で且つ充分に均斉化された面光源装置を提供する。【解決手段】  少なくとも光源と光拡散板を具備する面光源装置において、光源に直面する光拡散板表面以外のいずれかの光学部材表面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるよう調整されたパターン状に、下記（１）〜（３）を満たす条件で白色拡散層が印刷されていることを特徴とする面光源装置である。（１）白色拡散層を印刷する部材のJIS−Ｃ２３１８に従って測定される１５０℃３０分加熱収縮率が、１．０％以下である。（２）白色拡散層の平均厚さが、０．５〜４．０μｍである。（３）白色拡散層が、光拡散性効果のある白色無機顔料を４５質量部以上含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光源と光拡散板を具備する面光源装置において、光源に直面する光拡散板表面以外のいずれかの光学部材表面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるよう調整されたパターン状に、下記（１）〜（３）を満たす条件で白色拡散層が印刷されていることを特徴とする面光源装置。
（１）白色拡散層を印刷する部材のJIS−Ｃ２３１８に従って測定される１５０℃３０分加熱収縮率が、１．０％以下である。
（２）白色拡散層の平均厚さが、０．５〜４．０μｍである。
（３）白色拡散層が、光拡散性効果のある白色無機顔料を４５質量部以上含む。
【請求項２】
白色拡散層は、白色無機顔料の主成分が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
白色拡散層が、６０〜２５０線／インチのＡＭスクリーン印刷により形成されたことを特徴とする請求項１および／又は請求項２のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項４】
白色拡散層が、紫外線硬化型白色インキのオフセット印刷により形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等のバックライトや照明などに利用できる面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、液晶表示装置のバックライトユニットや照明などに用いる面光源装置は、冷陰極管等の光源と、光源からの光を均斉化するため、光源の光出射側に設けられる光拡散体を有する。
この光拡散体の中で最も汎用なものとしては、基材に拡散子を均一に練りこんだり、塗工したり、表面に微細な凹凸をつけることで、「全面に均一に拡散効果を持たせた光拡散体」が挙げられる。これらの光拡散体は、光源からの距離をある程度確保して設置することで、空気層による光拡散効果も利用して均一な輝度分布を得ることができるが、面光源装置の薄型化が必要とされる場合、この空気層を充分に確保するのが難しくなる。
また、単に光拡散体を重ねて使用すれば、ある程度の均斉化を図ることは出来るが、輝度ロスが大きくなるため好ましくない。そこで輝度ロスの抑制と装置の薄型化を両立する解決策として、面光源装置に具備する光拡散板の光源側に、入射する不均一な輝度分布に合わせて拡散効果を部分的に調整したパターンを印刷する試みがなされている。
この方式の光拡散体として、例えば特許文献１には、具体的な印刷パターンの設計法に関する提案が、特許文献２には色調調整に関する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１７０２３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１、２に記載の光拡散体を用いた面光源装置では、薄型化した状態で、充分な輝度の均斉化を図ることは出来なかった。本発明者らはその原因が、光源に直面する表面では入射光の輝度ムラが大きすぎるため高度な均斉化が困難ではないか推定し、少なくとも光拡散板で、ある程度均斉化された状態で、高度な輝度均斉化を図る方法を種々検討した。
その結果、意図した通り、光拡散板の光源側面に印刷パターンを形成するよりも、それ以外の光学部材表面にパターン状拡散層を形成した方が、より精密に輝度を均斉化することができた。しかし、この面光源を装置内部に組み込んだ場合、特に光源を点灯した直後に輝度ムラが大きく発生する場合があることが判明した。この現象は、光源を点灯することで急激に変化する、面光源装置内の温度上昇による影響と考えられるが、特に液晶表示装置のバックライトとして用いた場合などで、問題となる現象である。
そこで、本発明は、急激な温度変化が生じる光源の点灯直後にも輝度ムラを生じることがなく、且つ全体を厚くすることなく高輝度で且つ充分に均斉化された面光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］  少なくとも光源と光拡散板を具備する面光源装置において、光源に直面する光拡散板表面以外のいずれかの光学部材表面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるよう調整されたパターン状に、下記（１）〜（３）を満たす条件で白色拡散層が印刷されていることを特徴とする面光源装置。
（１）白色拡散層を印刷する部材のＪＩＳ−Ｃ２３１８に従って測定される１５０℃３０分加熱収縮率が、１．０％以下である。
（２）白色拡散層の平均厚さが、０．５〜４．０μｍである。
（３）白色拡散層が、光拡散性効果のある白色無機顔料を４５質量部以上含む。
［２］  白色拡散層は、白色無機顔料の主成分が酸化チタンであることを特徴とする［１］に記載の面光源装置。
［３］  白色拡散層が、６０〜２５０線／インチのＡＭスクリーン印刷により形成されたことを特徴とする［１］および／又は［２］のいずれかに記載の面光源装置。
［４］  白色拡散層が、紫外線硬化型白色インキのオフセット印刷により形成されたことを特徴とする［１］〜［３］いずれかに記載の面光源装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の面光源装置は、急激な温度変化が生じる光源の点灯直後にも輝度ムラを生じることがなく、且つ高輝度で充分に均斉化された面光源装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の面光源装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す面光源装置を斜め上から見た図である。
【図３】本発明の輝度均斉化シートの一実施形態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例１〜４、比較例１〜３の面光源装置の断面図である。
【図５】図４に示す面光源装置を斜め上から見た図である。
【図６】本発明の実施例５の面光源装置の断面図である。
【図７】本発明の比較例３の面光源装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明者らが鋭意検討した結果、光源の点灯直後に生じる輝度ムラは、急激に生じる面光源装置内の温度変化により、白色拡散層を印刷した部材（以下、輝度均一化シートともいう。）が局所的に撓むためであると判明した。この撓みは、加熱収縮率の小さい部材を印刷基材として用いることによりある程度抑制できるが、それだけでは不十分であった。そこで、印刷により形成する白色拡散層についても種々検討したところ、白色拡散層が厚すぎると、輝度均一化シートの中で凹部となっている非印刷部分が特に撓みやすくなり、光源点灯時の輝度ムラが生じやすくなることが判明した。この現象は抑制するために、非印刷部分を重点的にニスなどの透明材料で覆い、空隙を埋める手段も考えられるが、白色拡散層による輝度均斉効果を最大限に活用するためには、非印刷部分は透明材料で埋めずに、白色拡散層との屈折率差が最大となる空気層のまま活用することが好ましい。
そこで、白色拡散層に必要とされる光拡散性を最低限確保しつつ、拡散層の厚さを抑制する条件を検討したところ、光拡散性を有する白色無機顔料を４８質量部以上添加することで、所望の輝度均斉効果が得られることが判明し、本発明に至った。
本発明の面光源装置の一実施形態について、以下に説明する。
【０００９】
＜面光源装置＞
本発明の面光源装置は、少なくとも光源と光拡散板を具備する面光源装置において、光源に直面する光拡散板表面以外のいずれかの光学部材表面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるよう印刷階調値（濃度）を調整されたグラデーションパターン状に、特定の条件を満たす白色拡散層を具備するものである。
本実施形態として例示する面光源装置１００の断面図を図１に、斜め上方から見た図を図２に示す。この面光源装置１００は、矩形状の開口部を有するハウジング３とその内側の底面に設けられた反射板４、ハウジング３に収容された冷陰極管からなる複数の光源２（面光源装置１００には、８本が平行に配列されている）と、ハウジング３の開口部を塞ぐように光源２の光出射側に順に積層した光拡散性粒子を含有する光拡散板５、透光性基材１１に白色拡散層１２を印刷により形成したシート（輝度均斉化シートともいう。）１、表面にプリズム形状を有する輝度向上シート６、拡散シート７を具備する。
図１、２では、図示の便宜上、輝度均斉化シート１の白色拡散層１２のパターンを簡略化し、適宜部材の厚みを強調している。更に、図２では部材構成を明確にするため、ハウジング３の開口部を塞ぐ形で積層する部材を、ずらした状態で図示している。
また、以下に面光源装置の各構成部材・材料について、順次説明する。
【００１０】
＜輝度均斉化シート＞
本発明において、印刷により白色拡散層を形成した透光性光学部材を輝度均斉化シートという。白色拡散層は、ＪＩＳ−Ｃ２３１８に従って測定される１５０℃３０分の加熱収縮率が、１．０％以下の部材に印刷により形成され、且つ光源に直面する光拡散板表面以外の面に配置される。即ち、加熱収縮率が規定を満たしていれば、光拡散板の出光面側（光源に面さない側の面）に形成しても良く、印刷基材として専用の透光性基材を用いても、後述する拡散シートや輝度向上シートなど既存の光学部材を用いても良い。通常、加熱収縮率は、ＭＤ、ＴＤ方向によって異なるが、変化率の大きい方が１．０％以下であればよく、好ましくは０．８％以下、最適なのは０．５％以下である。
印刷基材として透光性基材を準備する場合、ガラス基板や透明樹脂シートもしくは板が使用できる。構成する透明樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、メチルメタクリレートとスチレンの共重合体などが挙げられる。中でもポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルムが好適に利用できる。特に、本発明で重要となる加熱収縮率を低減するため、アニール処理を施したものがより好適に利用できる。なお、アニール処理はフィルム成膜時に実施したものでも、オフラインで別途処理されたものでもよい。
光源からの光量が大幅に損失することが無ければ、拡散効果も期待できるため透光性基材は半透明であっても良い。半透明化の手法としては、光拡散板の材料として例示した光拡散性微粒子や発泡性材料を内添、あるいは塗工してもよく、例えば、特開２００５−５４１７６等に開示される発泡シートを利用しても良い。
透光性樹脂基材の厚さは、薄すぎると容易に欠陥が入るためハンドリングし難く、寸法安定性も劣る。一方、厚すぎると透光性が劣ったり、部材コストや質量増につながるため、不適である。最適な厚さは透明樹脂の組成や添加成分によっても異なるが、３０μｍ〜４ｍｍが使用される。中でも性能とコストのバランスを考慮すると４０μｍ〜２ｍｍが好適に利用でき、中でも５０〜１ｍｍであれば、前述のバランスだけでなく、本発明に好適な方式であるオフセット印刷を通常の枚葉印刷機で実施できるので、より好ましい。
【００１１】
［白色拡散層］
白色拡散層は、輝度均斉化シートの撓み抑制のため、平均厚さを０．５〜４．０μｍとする。加えて、拡散層の剥離を防止する点では、最大厚さが８μｍ以下であることが好ましい。また、白色拡散層の表面形状としては、適度な凹凸を有していると入射光の拡散に寄与するため好適であるが、あまり極端な凹凸があると部材としての擦過性に悪影響を及ぼすため、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に従って測定される表面粗さＲａ値で０．３〜１．５μｍ程度が好ましい。
表面粗さＲａ値は、市販の触針式表面粗さ測定機あるいは市販の光学干渉式表面粗さ測定機等によって測定することができる。例えば、光学干渉式表面粗さ測定機によって、約４０００μｍ２の範囲（５５μｍ×７５μｍ）について凹凸を２次元的に測定できる。用いることのできる測定装置としては、ＷＹＫＯ社製 ＲＳＴＰＬＵＳ非接触三次元微小表面形状測定システムなどを挙げることができる。測定可能な面積が小さい場合は、深度形状が測定可能な顕微鏡（例えば、株式会社キーエンス製  超深度形状測定顕微鏡ＶＫ８５００）を用いて、２次元的な表面凹凸を測定しても良い。平均インキ厚については、簡便には通常の厚さ計を用いて非印刷部分との差を取ることでも確認できるが、網点面積率が判明している場合はJIS  Ｋ５７０１に従って測定してもよく、最大厚さを含めた詳細測定には深度形状測定顕微鏡が、好適に利用できる
【００１２】
「印刷」
印刷方式としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷など公知の印刷方法が例示できるが、本実施形態の白色拡散層は、入射光を高度に均斉化するために、表面の微細構造も含めて高精細にパターン化することが必要とされるため、前述の拡散に好ましい表面形状かつ高精細なパターンが得られる手法として、紫外線硬化型のオフセット印刷が最も好ましい手法として例示できる。オフセット印刷としては、広く実施される水ありオフセット印刷の他、水なしオフセットも適宜選択できる。
オフセット印刷用の紫外線硬化型インキは、適度な粘性を有しているため、転写方式により基材上に印刷された直後の白色拡散層は、前述の光拡散に好ましい厚さ並びに表面形状を有している。そこに直ちに紫外線照射し硬化させることで、望ましい形状の白色拡散層を得ることが出来る。同じ紫外線硬化型インキを用いても、フレキソ印刷方式の場合、インキが比較的低粘度であるため表面が滑らかになりやすく、スクリーン印刷方式の場合、その印刷機構上インキ厚が厚くなりやすく、インクジェット方式では、生産性があげにくい。また、各種印刷方式で通常使用される、揮発性有機溶剤もしくは水を溶剤成分として含有するインキを用いれば、インキ厚を薄くすることは容易であるが、溶剤乾燥中のレベリングによりインキが流れやすいため、高解像度を保持するのは難しい。
印刷機としては、公知の印刷機であれば何れでもよく、紫外線硬化型インキを用いる場合、紫外線照射の光源種類（例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ＬＥＤなど）も適宜選択できる。
なお、白色インキ印刷により形成した白色拡散層の光拡散性能を妨げない範囲であれば、耐擦過性付与などのため、上層に透光性層を設けてもよい。透光性層としては、紫外線硬化型ニスを全面印刷したり、光拡散性粒子を含む塗工層を設けたり、透光性樹脂をラミネートしたりする、などの手法が例示できる。
なお、透過光の色調偏りを抑制するために、本発明の輝度均斉化シートは、白色拡散層部も含め透過ｂ＊値を−１〜８であると好適である。透過ｂ＊値は、ＪＩＳ  Ｚ８７２２−２０００に従って測定され、ＪＩＳ Ｚ８７２９−２００４に従って規定される値である。
【００１３】
透光性基材１１の少なくとも片面に形成される白色拡散層１２は、光源から到達する光を均斉化して出射できるよう印刷階調値（濃度）を調整されたグラデーション印刷パターンを有する。印刷階調値（濃度）は、例えばインキの処方や濃度やインキ厚、網点面積率により調整できる。網点面積率とは、単位面積あたりの網点１２ａの面積（単位％）のことである。印刷階調値を網点面積率で制御する場合、網点の大きさを変えて階調を調整するＡＭスクリーン方式や、網点の個数を変えて階調を調整するＦＭスクリーン方式、両者の長所を生かしたハイブリッド方式（例えば、大日本スクリーン製造株式会社製：Ｆａｉｒｄｏｔ、ＲａｎｄｏｔＸ、クレオジャパン株式会社製：Ｓｔａｃｃｔｏ）など各種スクリーン方式の網点印刷が利用でき、網点１２ａの形状も、スクエアドット、ラウンドドット、トライアングルドット、チェーンドット、ハニカムドット等が公知のものが利用できる。
図３は、透光性基材の片面に、印刷階調値を網点面積率により調整する方式で網点１２ａからなる白色拡散層１２を形成した、本発明の一実施形態である輝度均斉化シート１の断面図であるが、図示の便宜上、網点１２ａの大きさを強調し、網点１２ａの数は全体的に実際より少なく記載している。
る。
【００１４】
印刷の制御が比較的容易であることから、好ましく利用されるＡＭスクリーンで網点２２ａを印刷する場合には、網点２２ａの線数が１インチ（２．５４ｃｍ）あたり６０〜２５０線であることと好ましい。網点２２ａの線数が１インチあたり６０線以上であれば、輝度をより均斉化でき、２５０線以下であれば、印刷の制御が容易にできる。
【００１５】
［白色インキ］
不均一な輝度分布を有する入射光を最も効率良く均斉化するには、高輝度部分の入射光のうち、均斉化後も必要な分はそのまま透過させ、過剰分は拡散・反射させることで、再配分する必要がある。従って、拡散層を形成するインキの色調に偏りがあると、透過・拡散する光の色調に影響を及ぼすため、モノトーン（白色、灰色、黒）インキ、並びにミラーインキなどの色調偏りがないインキを用いるのが実用的であると思われる。ただし、拡散層をミラーインキで形成すると、入射光を反射することはできるが透過には適さない。また、黒や灰色のインキを用いると、入射光の一部が吸収されてしまい、輝度低下や発熱を招くため不適である。以上の理由から、拡散層としては白色が最適であり、部材の撓みを抑制するため拡散層の平均厚さを４μｍ以下に抑制した中で拡散性を発揮するために、本発明の光拡散層には、より光拡散性の高い白色無機顔料を４８質量部以上含有させる。
【００１６】
白色拡散層を形成するインキに使用する白色無機顔料としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、タルク、クレー、塩基性炭酸鉛、チタン酸ストロンチウム、硫酸バリウム等が挙げられるが、これらに限定するものではない。中でも、酸化チタンや酸化亜鉛、硫酸バリウムが好適である。特に、隠蔽性が高く、屈折率が大きいため光拡散性も高く、比重が小さいためインキ中での分散安定性が高く、しかも、化学的安定性、物理的安定性にも優れる酸化チタンがもっとも好ましい。酸化チタンは、アナターゼ型結晶、ルチル型結晶のいずれであってもよいが、熱安定性、化学的安定性の観点から、ルチル型が好ましい。酸化チタンの平均一次粒子径は２２０〜２７０ｎｍが適当である。ここで、平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡により撮影した画像を画像解析することにより求めた値である。酸化チタンの平均一次粒子径が２２０ｎｍ以上であれば、充分な光遮蔽性を確保できるため、輝度をより均斉化でき、２７０ｎｍ以下であれば、色むらを防止できる。
インキ中の白色無機顔料の含有率は、固形分換算で４８〜７０質量％が望ましい。７０質量％以上では高精細な印刷が困難となるだけでなく、印刷後の耐擦過性を維持することが困難となる。
また、光量ロスの少ない白色色調を大きく損なわない範囲であれば、光拡散性粒子や、インキの色調調整用の着色顔料もしくは染料を混合しても良い。
【００１７】
白色顔料以外のインキ成分については特に限定するものではなく、各印刷方式に準じたインキであれば何れでもよい。紫外線照射により瞬時にインキを硬化・乾燥することが可能な紫外線硬化型インキや、酸化重合併用式のハイブリッドインキや溶剤成分を含む水性または油性インキなどから適宜選択すればよいが、前述の通り、印刷により形成する白色拡散層の表面形状が、入射光に拡散に好適となるため、紫外線硬化型インキが好ましく利用できる。
紫外線硬化型白色インキの構成成分としては、白色顔料、ビヒクル成分（感光性樹脂、オリゴマー、モノマー）や、光重合開始剤、の他、各種助剤として、インキの安定化剤となる酸化防止剤や重合禁止剤、ワックスなどが例示できる。紫外線硬化型インキは、揮発成分をほとんど含有しないため、インキ成分がそのまま白色拡散層成分となるため、光拡散性を有する白色無機顔料の含有量が４８質量部以上のものを用いる。
【００１８】
本実施形態に好ましく利用される紫外線硬化型インキにおいて、白色顔料成分を定着させる機能を有するビヒクル成分としては、光重合開始剤と組み合わせて紫外線照射により重合可能な感光性樹脂、オリゴマー、モノマーなどが利用できる。例えば、樹脂成分としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂などや又はそれらの変性もしくは共重合樹脂、モノマーやオリゴマーとしては、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等が挙げられる。具体的には、ラジカル重合系としては、単官能のエチルカルビトール（メタ）アクリレート、フェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、アクリロイルモルホリン、イソボルニル（メタ）アクリレート、Ｎ―ビニルピロリドンや、２官能のヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールエチレンオキサイド変性ジアクリレート、ネオペンチルグリコールポリエチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡエチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、３官能以上のトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、グリセリンプロポキシトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなど、カチオン重合系としては、グリシジルエーテル化合物や脂環式エポキシ化合物などのエポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニルエーテル化合物などが例示できるが、これらに限定するものではない。
印刷適性の観点から白色インキのインキ粘度・タック、紫外線硬化性を適性に調整する必要があり、最適値となるようにビヒクル成分の種類、分子量・配合を調整する必要があるが、例えばオリゴマーとしては分子量１０００〜３０００のものが好適に利用できる。なお、本実施形態として好適であるオフセット印刷用インキの場合、比較的薄いインキ膜厚となるため、粘度調整用に用いる低分子量成分としては、硬化性の高い多官能型を利用すると良い。
【００１９】
同様に紫外線硬化型インキにおいて光重合開始剤としては、光拡散性付与のため必要な白色無機顔料と吸収波長領域が重ならず、且つフォトブリーチ効果によりインキ密着性が良好で、紫外線照射後の印刷層の黄色味も少ないアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤が最も好適な例として挙げられる。
アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド（商品名：ＢＡＳＦ社製  ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ、チバ社製  ＤＡＲＯＣＵＲ  ＴＰＯ）や２，４，６−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−フォスフィンオキサイド（商品名：ＢＡＳＦ社製  Ｌｕｃｉｒｉｎ  ＴＰＯＬ）や、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：チバ社製  ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９など）、ビス(２，６−ジメトキシベンゾイル) −２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド（商品名：チバ社製  ＣＧＩ４０３など）が例示できるが、これに限定されるものではない。これらの光重合開始剤は、紫外線照射により開裂する部位自身が吸収を持つため、ビヒクル成分の硬化の基点となるフォスフィノルラジカルを生成した後に吸収を失い白色化するため、黄変抑制に有効であり、且つ、インキ層の内部まで充分に硬化させることが出来るため、インキ層の剥離抑制に効果的である。このアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の特長を損なわない範囲であれば、コストやインキ表面の硬化性向上などの理由から、他種の光開裂型もしくは水素引き抜き型の光重合開始剤を併用しても良く、中でも、比較的黄変しにくい、且つ酸素による重合阻害に耐性の高いなどの特徴を有するα−ヒドロキシアルキルフェノン系もしくはα−アミノアルキルフェノン系の光重合開始剤が好ましい。α-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤としては、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル-ケトン（商品名：チバ社製  ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル-プロパン−１−オン（商品名：チバ社製  ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３））、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン（商品名：チバ社製  ＩＲＧＡＣＵＲＥ２９５９）が、α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤としては、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン（商品名：チバ社製  ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン（商品名：チバ社製  ＩＲＧＡＣＵＲＥ３７９）などが例示できるが、これらに限定するものはない。
【００２０】
［光源］
面光源装置に具備する光源としては、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ）、外部電極陰極管（ＥＥＦＬ）のような線状光源や、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源が採用できるが、特にこれらに限定するものでない。
複数の光源を使用する場合、それらの設置位置は限定するものではなく、多少の変動があってもよいが、ユニットの薄型化の観点からは、ハウジングの開口部を塞ぐ形で設置する光拡散板との距離が均一であることが好ましい。また、その光源設置位置と光拡散板との平均距離は、６ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、面光源装置を容易に薄型化できる。
【００２１】
［光拡散板］
本発明の面光源装置には、光源に直面するようハウジングの開口部を塞ぐ形で、光拡散板を設置する。この光拡散板は、バックライトに使用する各種シート状光学部材と光源間の距離を一定に保つ支持体としての役割も担うため、材質にもよるが厚さは１ｍｍ以上あると望ましい。但し、面光源装置全体の厚さを考慮すると、３ｍｍ以下が望ましい。支持体としての役割のほか、本発明の輝度均斉化シートに対する輝度均斉効果の負荷を軽減するため、入射光の拡散効果も高いほど好ましく、例えば、透光性を有する板の内部に光散乱性微粒子を含有させたり、表面にそれらの粒子を含む塗工層を設けたり、光拡散用の凹凸を形成したりするなどの手法を適宜組み合わせることにより、面方向にほぼ均一な光拡散性を付与した光拡散板が適当である。
【００２２】
光拡散板を構成する透明樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、メチルメタクリレートとスチレンの共重合体などが挙げられる。光拡散性微粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機物や無機物の中空粒子や発泡粒子や多孔質粒子等があげられる。中でも、光拡散板の光拡散性がより高まるため、ベースとなる透明樹脂と光拡散性微粒子の屈折率差が大きいと、より好ましい。
【００２３】
光拡散性微粒子として、無機粒子の中では、無機ガラスビーズ、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、クレー等、又はこれらの混合物が例示できる。
有機粒子としては、高屈折率のエピスルフィド系樹脂（１．７０）、チオウレタン系樹脂（１．６７）、ポリ塩化ビニリデン（屈折率１．６〜１．６３）、非晶ポリエステル（１．６２）、ポリスチレン（１．５９）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリ塩化ビニル（１．５４）、尿素樹脂（１．５４）、ウレタン樹脂（１．５３〜１．６７）、オレフィン−マレイミド交互共重合体（１．５３）、ポリアクリロニトリル（１．５２）、ポリメタクリロニトリル（１．５２）、ポリ（シクロヘキサン）（１．５１）、ポリプロピレン（１．５０）、メタクリレート（１．５１）、ポリビニルアルコール（１．４９〜１．５３）、脂環式オレフィン樹脂（ノルボルエン系）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリアセタール（１．４８）、ポリ（１、３―シクロヘキサジエン）（１．４５）、酢酸ビニル等が挙げられる。これらの樹脂の共重合体でも混合して使用しても、屈折率が適していれば良い。
光拡散性微粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、だるま粒子（例えば、架橋ポリスチレン粒子と架橋メタクリレート粒子をつなぎ合わせた粒子）、板状、鱗片状、繊維状、中空状などが挙げられる。
中でも、光拡散効果の高い中空粒子は、粒子内の空気層の屈折率１．０と低く、その周囲との屈折率差が稼ぎやすいため効率よく、光を屈折し、高い光拡散効果が得られる。具体的には、架橋ポリメタクリル酸メチル（屈折率１．４９。例えば積水化学工業ＭＢＸシリーズ）、架橋ポリスチレン（屈折率１．５９。例えば積水化学工業ＳＢＸシリーズ）、市販の未架橋アクリル系中空粒子、スチレンとメチルメタクリレート共重合体の中空粒子が例示でき、アクリロニトリル系樹脂（例えば、積水化学工業ＥＨＭシリーズ）などの発泡粒子を加熱して発泡させ、中空化しても良い。
【００２４】
上記の光拡散性粒子を含有させて入射光を拡散させるタイプの光拡散板の場合、ＪＩＳ−Ｋ７３６１に従って測定された全光線透過率が４０〜７０％が好適に使用できる。光拡散板の全光線透過率が７０％以下であれば、輝度をより充分に均斉化でき、４０％以上であれば、面光源装置の輝度を充分に確保できる。
【００２５】
但し、拡散板の片面もしくは両面にプリズム形状などの凹凸を付与して光を屈折させることで、入射光を一定レベルまで均斉化させる方式を取る場合、光拡散性粒子を添加すると、ランダム拡散により入射光が予期せぬ方向へ反射・屈折する恐れがあるため、光拡散板内部に屈折率差による境界面が生じるような材料を添加するには注意を要す。
【００２６】
［反射板］
面光源装置には、光源の光を効率よく出光させるために、周辺部に反射板もしくはシートを用いることが望ましく、材質としては、白色のプラスチックシート（白色ポリエチレンテレフタレートシート、白色ポリプロピレンシートなど）を単独もしくは、樹脂、金属、金属蒸着板などの基材に貼り付けたものが例示できる。これらはハウジングの内側の底面と一体化されていても良く、光源からの光を効率よく利用するために、凹凸処理やプリズム接着など各種加工がなされていても良い。
【００２７】
［その他光学部材］
本実施形態の面光源装置には、更なる均斉化や輝度向上のため、前述以外にも光拡散シートや輝度向上シートなどの光学部材を用いてもよい。
光拡散シートは、入射光を拡散可能で、その光拡散性が面方向に均一なシートであり、光拡散板と共に、輝度ムラ解消の点で有効である。例えば、透光性基材上に前述の各種光拡散性微粒子を含む塗料を塗工したり、インキを印刷することにより作成できる。
輝度向上シートとしては、一例として表面にプリズム形状を付与することで出射光を効率よく利用する透明樹脂シートが挙げられ、市販品としては、住友スリーエム株式会社製の輝度向上フィルム（ＢＥＦＩＩ、ＢＥＦＩＩＩ、ＲＢＥＦ、ＤＢＥＦ）などが例示できる。
光拡散シートや輝度向上シートの厚さは、０．０５〜１ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．５ｍｍであることがより好ましい。０．０５ｍｍ以上であれば充分な強度を得ることが容易であり、１ｍｍ以下であれば面光源装置の薄型化に大きな障害とはならない。
【００２８】
［印刷パターンについて］
図１、２の面光源装置１００において、光拡散板５を通して輝度均斉化シート１側に出射される光は、光拡散板５に含まれる光拡散性粒子の効果である程度均斉化されているものの、概して、光源２の略直上部分で光量が多くなり、光源２から離れるほど光量が少なくなる、不均一な輝度分布を有する。
そこで、輝度均斉化シート１への白色インキの印刷パターンは、入射光量の多い部分には光拡散性が高くなるよう調整する。例えば網点印刷を行なう場合、８本の光源２の各々の略直上の部分にて、網点１２ａの面積率が極大値となり、複数の光源２の中間点の略直上の部分にて、網点２２ａの面積率が極小値となるように調整する。その結果、輝度均斉化シート１に入射した光は均斉化され、均一な輝度分布の出射光が得られる。
また、この輝度均斉化シート１の効果により、面光源装置１００を図２で例示した、表面にプリズム形状を有する輝度向上シート６と光拡散性粒子を含む塗工層を有する拡散シート７を省略しても、充分な輝度均斉効果は得られるが、これらを具備することでより一層の輝度ロス抑制と均斉化レベル向上が期待できる。
【００２９】
なお、例示した上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の輝度均斉化シート１を除く各種光学部材は、積層順も含め適宜組み合わせればよく、同一素材を複数枚使用しても良い。例えば、光拡散板５や拡散シート７は、面方向に均一に気泡が形成された発泡体であってもよい。また、光拡散板５は、片面もしくは両面に凹凸が賦形されて光拡散性を有するものであったり、輝度均斉化シート１に用いられる透光性基材１１の両面に光拡散手段が設けられていてもよい。
【００３０】
輝度均斉化シートの印刷パターンも、バックライトに使用する光源や他の光学部材との組合せによって大きく変わってくるので、条件に合わせてパターン設計が必要となる。例えば、面光源装置１００において光拡散性粒子を含有する光拡散板５の代わりに、入射光を屈折させるため正確に角度を規定したプリズム形状を表面に付与した透明プリズム板を用いた場合、輝度均斉化シート１への入射光は、各光源２の略直上の部分より、複数の光源２同士の中間点の方が、光量が多くなる場合もある。これらの状況に対応する手段として、特願２００８-２８３６０５号、特願２００８-２８３６０４号、特願２００８-２２３９０９号、特願２００８-２２３９０８号、特願２００８-２３０９９６号、特願２００８-２７３７０８号、特願２００８-２７３７１０号等に記載の手法に従って、印刷パターンの調整を行なっても良い。
【実施例】
【００３１】
［面光源装置］
実施例及び比較例に用いた面光源装置１０１の断面図を図４、斜め上からみた図を図５に示す。面光源装置１０１は、その内側の底面に反射板４を設け、光源２として８本の冷陰極管を収容したハウジング３の矩形状の開口部を塞ぐように、光拡散板５、輝度均斉化シート１、拡散シート８、輝度向上シート６、拡散シート７、厚さ３ｍｍの透明ガラス板を順に積層し、それらを図５に示す状態で外枠９内に収容した。光拡散板５としては、住友化学社製ＲＭ８０１Ｓ、厚さ２ｍｍを用いた。拡散シート６、８として、厚さ１８８μｍの透明ポリエチレンテレフタレート（以下、PETと呼ぶ）フィルム（帝人デュポンフィルム社製、テイジンテトロンフィルムＨＳＬ-ＰＥ、加熱収縮率：１５０℃３０分＝ＭＤ０．３％）にアクリル系ビーズを含有する塗工層を設けたシートを、基材面を光源側にむけて用いた。輝度向上シート７として、プリズム形状を有する樹脂シート（住友３Ｍ社製  商品名：ＢＥＦＩＩＩ）を凹凸のない面を光源側にむけて用いた。輝度均斉化シート１は、以下に示す方法でそれぞれ作成し、実施例５以外は白色拡散層を形成していない面を光源側に向けて用いた。
【００３２】
＜実施例１＞
枚葉オフセット印刷機を用いて、透光性基材として厚さ１００μｍの透明PETフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テイジンテトロンフィルムＨＬ-ＥＷ、加熱収縮率：１５０℃３０分＝ＭＤ  ０．４％）に、下記に示す配合にて調整した紫外線硬化白色インキａで、水ありオフセット印刷により、AM１００線／インチ（２．５４ｃｍ）スクエアドットの網点印刷を実施後、直ちに紫外線（紫外線照射量４００ｍＪ／ｃｍ２）を照射したところ、白色インキが硬化し、ＰＥＴシートの片面に白色拡散層を有する輝度均斉化シートＡが得られた。
網点の印刷パターンは、輝度均斉化シートを配置する前の面光源装置１０１の輝度分布ムラを、均斉化できるよう調整した階調印刷パターンとした。即ち、光量が多くなるにつれて網点面積率が高くなるよう、光源と同じ間隔で、網点面積率が極大値となるパターンである。
【００３３】
［紫外線硬化白色インキａの配合］
・東洋ケミカルズ社製  Ｍｉｒａｍｅｒ ＰＵ２４０（脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー）：１８質量部
・新中村科学工業社製  NKエステル  Ａ−ＤＰＨ：４質量部
・ダイセル・サイテック社製  アクリレートモノマー  ＯＤＡ−Ｎ：２３質量部
・石原産業社製  タイペークＣＲ−９０（粒径２５０ｎｍのルチル型酸化チタン）：５２質量部
・チバ社製  ＤＡＲＯＣＵＲ TPO（アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤）：２質量部
・チバ社製  ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３（光重合開始剤）：１質量部
【００３４】
得られた輝度均斉化シートＡの白色拡散層の表面粗さＲａ値は０．８μｍ、平均厚さは２．８μｍであった。
白色拡散層の表面粗さＲａ値と平均厚さは、株式会社キーエンス製  超深度形状測定顕微鏡ＶＫ８５００を用いて取得した画像データより測定した。表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に従って計測した２次元的な算術平均粗さＲａ値であり、平均厚さは、白色拡散層と基材の差である。
【００３５】
＜実施例２＞
紫外線硬化型白色インキを、市販の水ありオフセット印刷用白ＵＶインキのティーアンドケイ東華社製、改１６１コンク白（酸化チタンが主成分の白色無機顔料含有量＝５４質量％）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、輝度均斉化シートＢを形成した。
得られた輝度均斉化シートＢの白色拡散層の表面粗さＲａ値は１．３μｍ、平均厚さは２．９μｍであった。
上記インキに含まれる白色無機顔料は、日本フィリップス社製  蛍光Ｘ線分析装置ＰＷ−２４０４によるＸＲＦ測定と、５５０℃６時間燃焼による灰分測定により分析した。
【００３６】
＜実施例３＞
紫外線硬化型白色インキを、市販の水ありオフセット印刷用白ＵＶインキの東洋インキ製造株式会社製、ＦＤＯニュー青口Ｔ白ＨＦ１ロ（酸化チタンが主成分の白色無機顔料含有量＝５０質量％）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、輝度均斉化シートＣを形成した。
得られた輝度均斉化シートＣの白色拡散層の表面粗さＲａ値は０．９μｍ、平均厚さは３．０μｍであった。
【００３７】
＜実施例４＞
透光性基材を厚さ１００μｍの透明PETフィルム（東レ社製、ルミラーＵ４２６、加熱収縮率：１５０℃３０分＝ＭＤ ０．９％）に変更したこと以外は実施例３と同様にして、輝度均斉化シートＤを形成した。
得られた輝度均斉化シートＤの白色拡散層の表面粗さＲａ値は１．０μｍ、平均厚さは３．２μｍであった。
【００３８】
＜実施例５＞
面光源装置１０１を図６に断面図を示す面光源装置１０２に変更し、透光性基材を前述の拡散シート８に変更し、基材面に印刷したこと以外は実施例３と同様にして、輝度均斉化シートＥを形成した。
得られた輝度均斉化シートＥの白色拡散層の表面粗さＲａ値は０．８μｍ、平均厚さは３．１μｍであった。
【００３９】
＜比較例１＞
インカデジタルプリンター社製  ｉｎｃａ ＳＰ３２０を用いて、白色インクをＵＶインクジェット方式にて印刷し、白色拡散層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、輝度均斉化シートＦを形成した。
得られた輝度均斉化シートＦの白色拡散層の表面粗さＲａ値は３．０μｍ、平均厚さは１０．５μｍであった。
【００４０】
＜比較例２＞
紫外線硬化型白色インキを、市販のスクリーン印刷用白ＵＶインキの日本製紙ケミカル社製  レイキュアーPF4200  高濃度白に変更し、３２０メッシュでスクリーン印刷したこと以外は実施例１と同様にして、輝度均斉化シートＧを形成した。
得られた輝度均斉化シートＧの白色拡散層の表面粗さＲａ値は１．８μｍ、平均厚さは８．６μｍであった。
【００４１】
＜比較例３＞
面光源装置１０１を図７に断面図を示す面光源装置１０３に変更したこと以外は比較例２と同様にして、輝度均斉化シートＨを形成した。
得られた輝度均斉化シートＨの白色拡散層の表面粗さＲａ値は１．７μｍ、平均厚さは８．４μｍであった。
【００４２】
＜比較例４＞
透光性基材を厚さ１００μｍの透明PETフィルム（東レ社製、ルミラーＴ６０、加熱収縮率：１５０℃３０分＝ＭＤ １．２％）に変更したこと以外は実施例３と同様にして、輝度均斉化シートＪを形成した。
得られた輝度均斉化シートＪの白色拡散層の表面粗さＲａ値は０．８μｍ、平均厚さは３．０μｍであった。
【００４３】
《評価》
実施例及び比較例で得られた輝度均斉化シートを、輝度均斉化シートＥ、Ｈ以外は図４に示す構成で面光源装置１０１に、輝度均斉化シートＥは図６に示す構成で面光源装置１０２に、輝度均斉化シートＨは図７に示す構成で面光源装置１０３に組み込み、その輝度均斉化の状態を、光源を点灯させた直後から１０分間の変化と、ユニット内部温度が充分に安定化した１時間後の状態で下記の指標に従って三段階に目視評価した。
点灯１時間後には、拡散シート７の上方１０００ｍｍの位置に輝度計（トプコンテクノハウス社製、製品名「ＵＡ−１０００」）を設置し、面光源装置中央部を平行に配列された光源の垂直方向に横断する形で、端から端まで０．６ｍｍ間隔で三刺激値Y(輝度) [ｃｄ/ｍ２]と、色度x、色度yを測定し、輝度ロスや輝度均斉化の状態を確認する目安とした。
【００４４】
（点灯直後の評価指標）
○：ムラも無く、充分に均斉化されている。
△：軽度のムラが確認されるが、数分で改善する。
×：シートの撓み影響から、輝度ムラが見られる。
【００４５】
（１時間後の均斉化評価指標）
○：充分に均斉化されている。
△：ほぼ均斉化されているが、ややムラがある。
×：明確に判る範囲でムラが大きく不適。
【００４６】
各面光源装置の作製条件を表１に、評価結果を表２に示す。
【００４７】
【表１】
2010165547.tif 000002
【００４８】
【表２】
2010165547.tif 000003
【００４９】
上記の結果、実施例１〜５の面光源装置では、点灯直後から充分に輝度が均斉化されており、且つ高い輝度を有し、色調のムラや偏りも感じられなかった。厳密には実施例４の面光源装置は、点灯直後に若干の輝度ムラが感じられたが、液晶パネルを積層した状態では確認できないレベルと判断した。
これに対し、比較例１、２の面光源装置では、光源の点灯後数分の間に輝度均斉化シートの撓みが原因と思われる輝度ムラが発生し、不適であった。加えて、面光源装置内の温度が充分に安定化した状態で評価しても、全体的に出射光が黄色味を帯びており、面内でも色調ムラが確認された。これは厚い白色拡散層の影響と推測される。比較例３の面光源装置は、光源の点灯直後の撓みが原因と思われるムラはほとんど感じらなかったが、拡散効果が不十分なため輝度を充分に均斉化することができなかった。一方、比較例４の面光源装置は、面光源装置内の温度が充分に安定化した状態では、色調ムラや偏りもなく、高輝度で均斉化することができていたが、光源点灯直後に輝度ムラが発生し、不適であった。
【符号の説明】
【００５０】
１  輝度均斉化シート
１１  透光性基材
１２  白色拡散層
１２ａ  網点
２  光源
３  ハウジング
４  反射板
５  光拡散板
６  輝度向上シート
７、８  拡散シート
９  ガラス板
１０  外枠
１００、１０１、１０２、１０３  面光源装置
【図１】
2010165547.tif 000004
【図２】
2010165547.tif 000005
【図３】
2010165547.tif 000006
【図４】
2010165547.tif 000007
【図５】
2010165547.tif 000008
【図６】
2010165547.tif 000009
【図７】
2010165547.tif 000010